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* * 第六章 非金属材料和复合材料 高分子材料 —— 塑料、橡胶、纤维、黏结剂 陶瓷材料 —— 玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料 复合材料 —— 1+12 §1 高分子材料 高分子材料是由成千上万个小分子单体通过聚合反应以共价键结合起来的长链分子而构成的。 分子量很大，104 C H H C H H C H H C H H CH2 乙烯 [CH2]n 聚乙烯 一、高分子材料的制备方法 聚合反应 加成聚合反应 缩合聚合反应：小分子析出 以酚醛制品为例： 苯酚 甲醛 盐酸 加热 反应 初期缩聚物 脱水 干燥 酚醛树脂 冷却 粉碎 混合 加热 辊压 粉碎 酚醛压塑粉 模压 酚醛制品 固化剂 颜料 润滑剂 增塑剂 填料 96~98℃ 95~105℃ 140~200℃ 二、高分子分子链的结构形态（共价键） 三、固体高分子的聚集态（分子链之间的几何排列） 无定型高聚物 结晶型高聚物 四、高分子材料的性能特点 ①.密度小（1~2×103Kg/m3），有利于材料轻量化。 ②.强度低，但比强度高，能够代替部分金属材料制造多种机器零部件。 ③.低的弹性模量和高弹性，取决于大分子链的柔性。 ④.优良的电绝缘性能。 ⑤.优良的减摩、耐磨和自润滑性能。 ⑥.优良的耐腐蚀性能。 ⑦.优良的透光性。 ⑧.可加工性好。 绝对强度、刚度低； 三大缺点：不耐热（低于300℃）、可燃、易老化 五、高分子材料的分类及应用 塑料、合成橡胶、合成纤维、胶黏剂和涂料 塑料 塑料是以合成树脂为主要成分的有机高分子材料，其中除主要成分树脂外，再加入用以改善性能的各种添加剂，在适当的温度和压力下于挤压机、注射机等设备和模具中塑制成各种形状规格的制品。 （1）结构最简单的塑料—聚乙烯（PE） 高压聚乙烯：分子支链多，分子量、结晶度和相对密度低、半透明状，质地柔软，耐冲击，常用于制作塑料薄膜、软管、塑料瓶等包装材料。 低压聚乙烯：分子支链少，分子量、结晶度和相对密度较高、乳白色，质地较硬，耐磨、耐蚀、绝缘性好，可作化工耐蚀管道、阀、衬板、承载不高的齿轮、轴承以及电绝缘护套等。保温瓶壳、洗发水瓶、圆珠笔芯、茶杯、奶瓶等 （2）第一种热塑性的全能塑料—聚氯乙烯（PVC） 特点：强度、硬度、刚度均高于PE，并有耐燃、自熄的特点，但热稳定性、耐寒、耐老化性差，一般在-15~60 ℃使用。 应用：常温常压下的容器、板材、管道；建筑上制作门窗、天花板、电线套管、墙纸；纯PVC透明，气密性好，用于饮料、药品、化妆品的硬质外包装；PVC软塑料常用于农用薄膜、雨衣、桌布；另外还大量用于电线绝缘护套、插头插座壳、玩具、密封条等。——用途最广的通用塑料。 （3）最轻且价廉的塑料—聚丙烯（PP） 特点：力学性能、耐热性（150℃）最高，密度最低，但低温脆性大。无毒无味。 应用：汽车上仪表盘、方向盘等；以及日用的微波炉餐具、椅子、安全帽；电器方面电话机、电视机外壳；PP膜可作香烟、食品的包装膜、包装带等。 （4）最鲜艳且成形性特好的塑料—聚苯乙烯（PS） 特点：极易染成鲜艳颜色、透明度好，有光泽，可成型形突出，电绝缘性好，刚性好，脆性大，户外长期使用易变黄变脆。 应用：各类电器配件、壳体、一般光学仪器、灯罩、玩具、建筑广告装饰板、磁带盒、笔杆等 （5）强韧易成形的白色塑料—ABS：丙烯腈（Acrylonitrile）、丁二烯（Butadiene）、苯乙烯（Styrene） 特点：综合性能好，价格低、坚韧、质硬且具刚性的材料。 应用：电视机、洗衣机、计算机等壳体；汽车上仪表盘、方向盘、挡泥板、手柄等，也可用于化工管道、板材等 （6）最透明的塑料—聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）“有机玻璃” 特点：透光率好，耐紫外线和大气老化，强度高，成形性好，良好的染色性，表面硬度差、易划伤起毛。 应用：透明装饰面板、仪表板、容器、包装盒、灯罩、眼镜、工艺品等，也可用于飞机窗玻璃、防弹玻璃、风挡等。 （7）透明“金属”—聚碳酸酯（PC） 特点：优良的抗冲击性和透明度，集刚、硬、韧、透明为一体的典型塑料。阻燃性好，自熄性材料。高温下易开裂。 应用：光盘、灯罩、防护玻璃、手机壳体、精密仪器中齿轮、相机零件、太空杯、餐具等。PC膜可用于录音（像）带。 （8）塑料王—聚四氟乙烯（PTEE或F4） 特点：最优良的耐高、低温性能（-260~250 ℃），几乎不受任何化学品腐蚀，化学稳定性超过玻璃、陶瓷甚至金、铂；摩擦系数最小，润滑性好，介电损耗小，无味、无毒、不燃，有良好的生物相容性及抗血栓性。 应用：不粘锅涂层、管道密封用生料带，机械上减摩密封零件，电器上耐高频绝缘零件、以及强腐蚀场合设备内衬和零件。医用材料中人造血管、人工心脏等。 （9）强韧而耐磨耐油的塑料—聚酰胺（PA） “尼龙”